智慧工地技术方案.docx
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智慧工地技术方案
智慧工地技术方案
一、企业简介
针对智能停车场系统，公司拥有完善的研发、测试、生产、销售、售后流程，并云集了一批富有行业经验的专业人才和工程技术人员。
在多年从事野外全天候环境下的交通控制技术研究的基础上，开发的整合型感应式智能停车场管理系统，具有技术先进、可靠性强、征稽管理功能强的特点，为客户提供业内最为完善的出入口控制管理设备和系统解决方案。
“社会的安全，我们的责任”。
将秉承“诚信、敬业、责任、创新”的企业精神，铭记“行业领先，产业报国”的使命，以“客户为中心”不断提升产品品质、服务和性价比，为客户创造更多价值，并为共同构建安全、便捷、稳定、轻松的高品质生活而不懈努力。
二、系统概述
建筑工地是一个安全事故多发的场所。
目前，工程建设规模不断扩大，工艺流程纷繁复杂，如何完善现场施工现场管理，控制事故发生频率，保障文明施工一直是施工企业、政府管理部门关注的焦点。
尤其随着社会的不断进步和城市化进程的快速发展，政府越来越重视民生，安全生产的概念也已经深入人心，这对建设工程的质量、安全、文明施工的监管提出了更高的要求。
为深入贯彻落实《关于修改<中华人民共和国安全生产法>的决定》精神，以科技手段提高管理效率和水平，有效预防和减少房屋建筑和市政工程工地施工安全事故的发生，共同推进建筑工地安全智能监控系统平台的建设。
浙江大华技术股份有限公司推出基于高清、无线传输，结合车辆管理、视频监控、安全监管于一体的智慧工地解决方案。
2.1、项目背景
近年来，全国生产安全事故逐年下降，安全生产状况总体稳定、趋于好转，但形势依然十分严峻，事故总量仍然很大，非法违法生产现象严重，重特大事故多发频发，给人民群众生命财产安全造成重大损失，暴露出一些企业重生产轻安全、安全管理薄弱、主体责任不落实，一些地方和部门安全监管不到位等突出问题。
建筑工地属于环境复杂，人员复杂的区域，很难通过人员巡防来管理工地。
然而建筑工地施工人员的人身安全，工地的建筑材料、财产设备安全等全是施工单位管理者关心的头等大事，建筑的施工质量、施工进度，更是建筑单位关心的问题。
考虑到设备及人员的安全，一套有效的现场及远程视频监控系统可以让管理者了解到现场的施工进度，可以远程监控现场的施工操作过程和现场用料的安全。
但是由于工地监控具有临时性的特点，一旦施工交付后，此套设备往往需要拆除。
另外，工地上基础网络线路不全，现场混乱，也给监控布线带了成本和不便。
随着科技高速发展，视频信号经过数字压缩，通过无线网络或者3G网络传递，可实现远程视频监控功能。
将这一功能运用于施工现场安全管理，势必会大大提高前端管理效率，提升监管层次。
由此，前端使用带无线wifi网络的网络摄像机或者无线路由器，后端使用智能网络存储的的先进型解决方案应运而生。
在工地现场安装视频监控、塔吊安全感知等传感设备，实时收集关键的质量安全信息，建立覆盖工地、企业、政府等的多级联网监管平台，来实现对建筑工地的安全监管、险情应急调度，降低生产事故的发生，提高监管效率和业务水平，全面实现“以人为本”的安全生产理念。
2.2、需求分析
2.2.1建筑工地监控需求
1、地基基础阶段的监控。
深基坑支护、基槽开挖和人工挖孔桩施工等已被列入专项治理内容。
因此，这个阶段的施工已被作为监控的重点。
2、地面、楼面施工阶段的监控。
转入地面、楼面施工阶段，建筑物四周敞开，作业面宽，施工人员多，各个分项工程往往交叉作业，要求各项安全防范和质量要求都要考虑周到。
为此，系统应设置多项监控重点，如针对以下内容的重点监控：
验槽、浇捣、养护、模板安装（“两超一大”模板支撑变形）、钢筋安装及绑扎、混凝土浇捣、施工人员安全帽和安全带配戴、建筑物的安全网设置，以及楼梯口、电梯口、井口防护、预留洞口、坑井口防护、阳台、楼板、屋面等临边防护和作业面临边防护等。
监控的时间、内容、标准及监控方式均可按照工作人员的须要设定。
3、高层作业的监控。
针对高层作业的特点，可以设置多项监控重点，如建筑物的安全网设置、施工人员作业面临边防护、施工人员安全帽佩带、外脚手架及落地竹脚手架的架设、缆风绳固定及使用、吊篮安装及使用、吊盘进料口和楼层卸料平台防护、塔吊和卷扬机安装及操作等。
4、工地文明施工的重点监控。
为了加强建筑工地的文明施工管理，监控系统目前还可以针对性地设置工地文明施工的重点监控，主要有：
工地围挡、建筑材料堆放、工地临时用房、防火、防盗、施工标牌设置等内容进行监控，目的均在于加强安全管理工作。
2.2.2各种监控业务需求
根据项目的详细了解，得知要进行远程视频集中监控的有：
项目负责人﹑建筑公司﹑安监局﹑开发商，他们的监控需求各有不同。
1、项目负责人监控需求
项目负责人需要在办公室进行远程监控，实时监控工地施工现状，现场施工动态信息要即时反馈，及时掌握。
通过远程监控，项目负责人可以进行以下管理：
1）、门卫管理：
如工程设备、设施、材料进场管理、工作人员进出施工现场、安全通道设置、安全“七牌二图”宣传告示等情况。
2）、场地管理：
包括材料堆放、材料加工场、大型机械使用、基坑开挖放坡、围护及坑边堆载等情况。
3）、施工操作管理：
如作业人员安全装置、脚手架、临边围档及危险作业安全防范措施，以及根据所戴安全帽颜色区分现场施工、管理、监理人员到位情况等。
全天候监控掌握动态即时信息，发现问题及时整改。
2、建筑公司监控需求
建筑公司要在总部进行工地的实时监控，保证施工工地各项操作按照规范指标进行。
需要通过远程实时监控在第一时间内掌握施工动态，对施工难点或设计欠妥之处及时进行监管，随时合理调配人员到位。
需要通过远程实时监控，宏观调整工地施工规划。
3、安监局监控需求
监督机构如建设委员会、建筑工程质量安全监督部门，须对建筑工地施工现场质保体系、安保体系的建立和实施进行检查，保障建筑工地文明施工，对文明、标化工地评定做出客观判断，因此对监管部门的具体需求分析如下：
实时检查建筑工地的安全防范措施是否到位，如建筑物的安全网设置、施工人员作业面的临边防护、施工人员安全帽的佩带、外脚手架及落地竹脚手架的架设、缆风绳固定及使用、吊篮安装及使用、吊盘进料口和楼层卸料平台防护、塔吊和卷扬机安装及操作等；
对于发现的施工过程中安全防范措施不到位的地方，可以第一时间通知施工单位现场整改，并及时检查整改效果；
可以实时掌握建筑工地的噪声情况，尤其是夜间施工时，避免影响工地周围居民的正常生活；
制定抽巡查计划，明确监督重点，提高检查针对性和真实性；
现场执法取证，了解建筑工地安全施工和文明施工执行情况；
加强建筑工地的文明施工管理，主要针对工地围挡、建筑材料堆放、工地临时用房、防火、防盗、施工标牌设置等内容；
4、开发商监控需求
在事故多发的建筑行业，保证施工质量、施工人员的人身安全和工地的建筑材料、及设备的财产安全是建筑企业管理者关心的头等大事；每个建筑企业或者是开发商在地区或者全国都会有很多的建筑工地，这些工地分布很散，很难有足够的人力和精力去频繁的到现场去监管、检查，所以造成管理上的困难。
根据上述内容，对建筑企业用户具体的需求分析如下：
及时了解建筑工地现场施工实时情况，保障工程实施质量和人员安全，发现隐患及时消除；
第一时间内掌握施工动态和进度，对施工难点或设计欠妥之处及时进行监管和调整，随时合理调配人员到位，宏观调整工地施工规划；
可以远程对地区或全国的下属建筑工地进行统一管理，避免使用人力频繁的去现场监管、检查，节约管理成本；
保障建筑工地现场的建筑材料和建筑设备的财产安全，避免物品的丢失或失窃给企业造成损失；
对出入工地的人员进行统计，同时实现对员工的考勤管理；
销售部门可以将施工实况展现于客户面前，向客户展现工地的建设规划和进度，达到一个宣传效果，也使得销售计划能够合理制定；
具备应急预案，出现异常状况和突发事件时，可以及时报警，提醒管理人员和监管部门及时处理。
2.3、项目目标
本方案为满足建筑企业和监管部门对建筑工地的安全和管理需求，设计了“工地监控解决方案”。
采用先进的计算机网络通信技术、视频数字压缩处理技术、视频监控技术和安全监测技术，加强建筑工地施工现场的安全防护管理，实时监测施工现场安全生产措施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素等实施有效监控，同时消除施工安全隐患，加强和改善建设工程的安全与质量管理，实现建设工程监管模式的创新，同时加强了建筑工地的治安管理，促进社会的稳定和谐。
通过对项目需求的了解，本项目安装监控系统，要实现以下目标：
集成工地监控、车载监控、塔吊等设备运行数据、智能化应用为一体的综合管理平台
通过前端摄像机实时全方位监控建筑工地现场情况。
保安人员夜间巡逻过程中当发现非法入侵，可以通过单兵执法系统采集现场视频资料。
满足夜间监控的需求，同时满足前端设备防水、防尘需求。
可在任何一台连接公网的电脑上监控多个监控点的信息；另外，可以通过手机客户端随时随地实现远程监控。
由于设备在工地的使用期不会太长，故要求整体方案经济又能满足以上功能，且拆卸方便，便于移装到新工地。
录制现场监视情况，随时检索回放，杜绝危险事故及非法盗窃等行为，减少工地物资损失。
系统配备红外设备，能够在夜间、强光等恶劣状况下正常工作。
2.4设计理念
2.4.1设计依据
《安全防范工程工序与要求》GA/T75-94
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-94
《视频安防监控数字录像设备》GB20815-2006
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《电子信息系统机房设计规范》GB50174—2008
《计算机机房用活动地板技术条件》GB6650—1986
《彩色电视图像质量主观评价方法》GB7401-1987
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004
2.4.2设计原则
本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。
并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。
本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
为对治安及人员通行状况实施监视，有效地防范各类突发事件，增强工作的主动性；查处违规状况；发挥科学管理的作用。
在设计过程中应遵循以下原则：
1、先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。
该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
2、经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
3、可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完整的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
4、可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。
并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
5、追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
6、保留足够的扩展容量
该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
7、提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。
闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
2.4.3设计思路
为了满足建筑企业安全施工和集中管理的需求，兼顾政府监督部门的监管要求，本系统采用先进的视频监控技术、视频图像处理技术、视音频编解码技术、无线网络传输技术、流媒体网络传输技术、集中监控管理平台等构建一套完善的建筑工地视频监控系统。
现场监控可视化
通过在建筑工地的安全防范区域，例如施工工地大门、材料堆放处、职工宿舍、塔吊等地安装高清晰度的枪机或球机，获取监控区域清晰的实时视频，供管理人员随时查看，了解工地现场实时状况。
传输网络无线化
工地环境复杂，条件恶劣，布线难度大，成本高，且容易遭到破坏，增加维护成本；因此选择使用无线网络传输技术，设备部署安装简单方便，整个工地现场布线清爽，维护成本极低，客户使用有保证，而且无线设备可以重复利用。
报警方式多样化
采用先进的报警设备，接入各类模拟量、开关量报警，制定丰富多样的联动计划，例如客户端联动、手机短信联动、电视墙联动、电子邮件联动、单兵执法等，当发生报警时，设备将报警信息传送到监控中心，中心根据联动计划将报警信息及时快速的传送给相关负责人现场处理并对处理结果进行及时反馈以及留档保存。
数据采集动态化
采用专业的探测器、传感器以及监测仪器等环境监测设备，实时采集各类环境数据，并通过管理软件实时动态显示，出现异常时及时联动报警。
历史数据可查化
通过前端设备24小时不间断的录像，保证所有历史事件都有记录可查，做到事后查证，有理有据。
现场执法移动化
在重点防范区域，例如在塔吊上采用先进的视频智能分析技术，包括智能跟踪技术对塔钩进行自动跟踪，方便操作人员操作可视化；在出入口采用车牌智能识别技术，记录显示车辆信息，实现车辆信息的统一管理。
应急指挥协同化
通过平台对接和联动技术，将报警系统和视频资源与监管单位共享，确保多单位互相协同作战，当有突发事件发生时，主管企业和监管单位可以远程指挥，现场管理人员现场执法并实时可视化处理过程。
管理控制一体化
将门禁、报警、数据采集、人员考勤及人员信息管理都集成到管理软件中，充分发挥安防监控系统的应用价值。
管理软件采用C/S、B/S面向服务的体系架构，采用适用于跨系统、跨平台互连的通用WebService协议，非常方便的与其它系统的集成互连，实现管理控制的高度集成。
三、项目总体介绍
3.1总体设计
建筑工地安防整体解决方案由前端监控点、综合管理平台、监控中心和传输专网组成。
建筑工地安防整体解决方案的总体结构体现为以综合管理平台为中心通过传输网络实现横向接入互联，纵向平台级联。
工地监控、塔吊监控、工程车辆监控通过横向接入到综合管理平台，为综合管理平台提供监控资源，各用户横向接入综合管理平台，通过综合管理平台提供的接口使用监控信息资源。
纵向平台级联实现省、市、县监控中心各级平台之间的级联，省级综合管理平台具有最高的管理权限，市级综合管理平台既受上级综合管理平台的管理控制，也管理和控制下级综合管理平台，县区级监控平台既受上级综合管理平台的管理控制，也管理和控制前端监控设备，平台之间通过授权实现有条件的资源共享。
1、县区监控中心（三级平台）
各建设工地的图像通过传输网络，在县监控中心进行统一管理和调配，按照分级管理的原则，通过权限分配，各监管部门通过权限分配调用和查看各自的权限内的资源。
在各县建设三级监控中心，负责前端监控点汇聚和视频的转发、存储等功能，并向二级监控中心发送图像信息资源。
各县监控中心配置综合管理平台和大屏幕显示设备等。
第三级平台为县工地监控视频图像信息前端汇聚平台，是视频图像资源整合共享、控制管理和应用的基础和源头，系统对工地建设、塔吊运行和工程车辆等进行实时、有效的监控和录像备份存储；三级综合管理平台除了管理自己辖区内的视频图像资源外，还要负责向第二级平台提供视频图像资源。
第三级平台应能调看辖区内视频图像信息的实时画面和录像，或者经过上一级综合管理平台授权，调看辖区外特定区域、地点的实时画面和录像。
2、地市监控中心（二级平台）
在各个地市建立二级综合管理平台，按照相关标准统一接入省一级综合管理平台。
各二级监控平台，统一汇聚该地区音视频、报警等信息，负责与辖区内各县级平台进行信息交互。
第二级平台为地市级视频图像、报警数据中心，自成体系组织辖区内视频图像、报警信息系统建设，负责对所辖各县第三级平台的管理和控制，整合接入第三级平台的视频图像、报警数据资源，并向第一级平台（省综合管理平台）提供视频图像、报警信息资源。
市级综合管理平台应能调看辖区内视频图像信息的实时画面和录像，或者经过省级综合管理平台授权，调看辖区外特定区域、地点的实时画面和录像。
3、省监控中心（一级平台）
在省一级搭建一级综合管理平台，作为全省工地图像监控系统的联网汇集中心，并能实时预览调阅下级各市的视频资源。
省一级综合管理平台是工地视频图像、数据信息体系的核心部分，实现全市视频图像、数据信息的调用和控制，包括视频信号的切换、控制和显示等主要功能，包括实时画面和录像资料的调用和控制，包括各种报警数据的汇总和统计，能调用工地监控系统中所有的视频图像和报警数据。
3.2系统组成
建筑工地安防整体解决方案建设采用先进的物联网技术，主要由信息感知层、网络接入层、网络传输层、信息存储与处理层组成。
将移动执法终端、施工升降机、塔式起重机作业产生的动态情况、工地周围的视频数据、混凝土搅拌车视频及数据信息及时上传给综合管理平台。
综合管理平台对各子系统进行融合，进行报警联动等处理。
各级管理部门可以及时准确了解工地现场的状况，并有效加强对工地各危险源的管理和控制，及时预警，险情发生时，可以及时起动险情预案，达到险情控制的目的。
系统主要由工地监控子系统、工程车管理子系统、塔吊安全管理子系统及智能化应用子系统组成。
3.2.1工地监控子系统
通过对工地周界、工程实施、塔吊及人货梯等进行视频监控，保证施工质量、施工人员的人身安全和工地的建筑材料及设备的财产安全，并满足相关监管单位的监督、管理需求。
3.2.2工程车管理子系统
通过监控主机连接摄像头、拾音器、报警器、GPS、对讲设备、3G/Wifi模块等采集车内视频图像、音频信号、报警信号、车辆实时GPS信息、车辆行驶状况等，实现本地硬盘数据存储并通过无线网络将数据上传到调度管理平台处理。
实现对混凝土搅拌车辆的音视频和违规行为等进行监控。
3.2.3塔吊安全监测管理子系统
带动态液晶显示的监控主机（内置制动控制）、起重量传感器、幅度传感器、高度传感器、回转传感器、倾角传感器（选配）、风速传感器（选配）、无线通信模块等组成，能够实时采集并记录显示塔机的各项作业指标。
实现塔吊安全监控前端监控、监测装置和后端远程监控平台无缝融合，在对塔吊实现现场安全监控、运行记录和声光报警的同时，通过传输网络，将塔吊运行工况安全数据和报警信息实时发送到远程管理平台，从而实现实时动态的远程监控、远程报警和远程告知。
3.2.4升降机安全监测子系统
1、具有楼层呼叫、安全监测、自动平层等功能，能够有效预防升降机运行过程中的超载、超人数、超速度（防坠）、高度限位、门锁检测、倾斜等危险，从而保证建筑机械的长期精确运行；
2、可安装人脸识别设备，杜绝施工人员无证擅自开机，操作施工升降机的现象。
主要参数的本地显示，非正常状态的本地报警。
配备GPRS网络传输功能，能够及时把采集各种监测数据上传给远程监控平台。
3.2.5出入口管理子系统
在出入口安装摄像机、人行通道闸，对人员进出进行管理与监控，另通过人脸抓拍识别进行多重认证方式，通过LED屏的信息播报对场地人员数量起到统计作用。
3.2.6智能化应用子系统
1、通过智能运维手段，可以及时有效发现系统中潜在分先和存在问题，为客户提供运营监控、故障定位、扩容建议。
可以管理系统内的视频设备（DVR、IPC、NVR、NVS等）、DSS服务（CMS、DMS、MTS、SS等）、网络设备（路由、交换机），并提供具有工地特色的运维管理业务，支持运行信息的收集统计、设备录像巡检、中心录像巡检、故障设备批量升级等功能。
2、通过对视频图像的深度应用，可以自动对违法行为进行检测、判断，并提供各种报警，可以在一定程度上，进行辅助监督和管理，解决监督、管理、执法人员不足的问题。
同时不受时间、地点的限制，满足24小时全方位的监控。
3.3体系架构
建筑工地安防整体解决方案体系架构由数据资源、传输网络、综合管理、监控中心和管理应用五个层次构成。
系统体系结构图如图所示：
1、数据采集：
主要包含视频监控、报警数据等。
2、传输网络：
主要包括5.8G微波、3G无线、光纤等。
3、综合平台：
主要包括数据的接入、存储、应用、控制、管理及分析。
4、监控中心：
主要指解码、显示等。
5、管理应用：
主要指面对不同对象的不同应用，包括工地现场应用、建筑公司应用、开发商应用和安监局应用等。
可以分别从安全、实施、监督、管理等多方面考虑，同时还包括各种智能化应用。
3.4方案特点
3.4.1无线传输（5.8G）
考虑工地监控实际环境，吊塔监控点布线难度大，所以建议采用无线传输方案系统；采用准工业级宽温5.8G无线设备，5.8G不易于受干扰，防水设计、宽温有利于室外环境应用，可轻松实现IP高清大码流传输需求（无线带宽最大300M）。
1、系统拓扑
2、具体描述
全向无线AP客户端与安装在横杆上的球机有线连接，无线全向方式保证了在吊塔360度旋转任一方向时，仍可保证实时视频，码流稳定传输，平均带宽64Mbps；
定向无线客户端与固定架上的球机有线连接，无线定向方式保证了实时视频，码流稳定传输，平均带宽240Mbps；
无线接入端安装于工地监控室屋顶或附近，通过有线与交换机连接；
NVR与运营商光纤与交换机连接，通过光纤将视频上传至上一级平台。
3、方案特点
准工业、宽温、防水设计，保证室外应用的高效，能够在复杂多变的环境中工作，工作温度在-30到70度，工作湿度在5%到95％。
长时间工作在雷雨、高温高湿、低温低湿等各种恶劣环境中保持较高的吞吐率（根据传输距离自动调整）。
5.8G应用，有效克服无线易于受到干扰的问题，同时提供了无线传输带宽。
采用高性能802.11n2X2MIMO芯片，最高速率可达300Mbps，建议无线传输距离3KM。
集成了硬件看门狗，时刻监视系统的运行.一旦系统运行不正常.看门狗会复位系统，让系统重新启动，这有效的保证了设备的稳定性。
产品使用智能速率控制,自动ACK超时调整等技术。
克服了802.11固有的隐藏节点问题，使得产品具有更好的远距离、点对多点性能。
支持点对点、或者点对多点地传输方式。
独有的天线、射频放大器、低噪声接收器设计，保证远距离视频、语音和数据传输。
为用户定制常用的场景和工作模式，方便非无线专业人员配置。
独有的TDMA技术能
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